(57)【要約】      （修正有）【課題】タップの破損を確実に防止するとともに、構造が簡単で安価に製造できるタッピング装置を提供する。【解決手段】タップを破損させる限界トルクが加わる前にタップ１２を退避制御させる制御部２０を含み、該制御部２０は、各タップ１２の種類ごとに設定トルク値Ｔを記憶させた記憶部２４と、主軸回転モータ制御部２６と、タップ１２の種類を選択させる入力部（２８）と、主軸回転モータ１３にかかる負荷トルクの総値を検出するトルク検知部３０と、入力部２８で選択されたタップの種類に対応して記憶部２４から設定トルク値Ｔを読み込んで、主軸回転中に該読み込んだ設定トルク値とトルク検出部３０で検出された負荷トルク総値とを比較して負荷判定するトルク比較判定部を含む処理部２２と、を有し、該負荷トルク総値が設定トルク値以上となった際にタップを退避制御するように構成される。【選択図】図１
0003117939.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
主軸に連結されたタップを回転させてタップ孔を穿穴するタッピング装置であって、
タップを破損させる限界トルクが加わる前にタップを退避制御させる制御部を含み、
該制御部は、
各タップの種類ごとに予め設定した破損限界トルク値未満の設定トルク値を記憶させた記憶部と、
主軸回転モータを制御する主軸回転モータ制御部と、
主軸に連結されたタップの種類を選択させる入力部と、
主軸回転モータにかかる負荷トルクの総値を検出するトルク検知部と、
入力部で選択されたタップの種類に対応して記憶部から設定トルク値を読み込んで、主軸回転中に該読み込んだ設定トルク値とトルク検出部で検出された負荷トルク総値とを比較して負荷判定するトルク比較判定部を含む処理部と、を有し、該負荷トルク総値が設定トルク値以上となった際にタップを退避制御することを特徴とするタッピング装置。
【請求項２】
制御部は、タップの回転数を検出する回転数検出部を有し、
記憶部には、各タップの種類ごとに予め設定したタップの加工回転数を記憶させておき、
処理部は、タップ孔を穿穴する際に、入力部で選択されたタップの種類に対応して記憶部に記憶された加工回転数で該タップを一定に回転させるように制御することを特徴とする請求項１記載のタッピング装置。
【請求項３】
処理部は、主軸の回転起動時から主軸が一定の回転数になる前までは、負荷トルク総値と設定トルク値とを比較しないか、又は負荷トルク総値が設定トルク値以上となった際でもタップの退避制御を行なわないことを特徴とする請求項１または２記載のタッピング装置。
【請求項４】
記憶部には、タップの種類ごとに、負荷トルク総値が設定トルク値以上となった際に穿穴加工によるトルク負荷がなくなる位置までタップを退避させ、再び該加工中の穴中を進めて穿穴加工させる動作を繰り返す際のタップの磨耗又は疲労による寿命限界になる前の寿命回数を記憶させておき、
処理部は、タップの進出・退避制御の繰り返し回数が寿命回数未満では、該タップの進出・退避制御を繰り返すとともに、
タップの進出・退避制御の繰り返し回数が寿命回数以上となった際には、主軸の回転を停止させるように制御する請求項１ないし３のいずれかに記載のタッピング装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、タッピング加工の際のタップの破損を防止するタッピング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、タッピングマシン等でワークにタッピング加工する際には、切削屑の詰まり等によりタップに加わる負荷トルクが急激に増加して、タップが折損する場合が多い。タップが折損するとタップを無駄に損失してしまうと同時に、ワークに折れたタップ先端が残ったりしてしまうので該ワークを商品として利用できなくなってしまう。そこで、タッピング加工中のタップ折損防止を図る技術が種々提案されており、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１記載のタッピング装置では、タッピング加工時に検出される総負荷と予め設定された基準負荷とから実切削負荷または負荷増大量を逐次演算してタッパの磨耗程度が寿命であるか否か又はタッパに切削屑が詰まっている状態であるか否かを判断する過負荷判定手段を有しており、タッパの磨耗程度が寿命である状態又はタッパに切削屑が詰まっている状態であると判断されたときに主軸を減速制御して該主軸の回転位相と送り位置とを同期させたままの状態で前記タッパの切込みを中止するものであった。また、基準負荷としては、例えば、空運転させた際の総負荷トルク（空運転時基準負荷トルク）等が用いられるものであった。
【特許文献１】特許第３６５０７３７号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１記載のタッピング装置では、タッピング加工時に実切削負荷トルクまたは切削負荷トルク増大量を逐次演算し、さらに、その演算された実切削負荷トルクまたは切削負荷トルク増大量と過負荷判定値とを逐次判定（演算）する必要があるので、制御部のコンピュータのハード面及び制御プログラムがともに複雑化していた。特に、高速で回転しているタップの折損を防ぐためには、処理装置における高速な演算及び制御処理が必要となるので、高性能な処理装置や複雑な電子回路等を必要とし、装置の製造コストが高くつくものであった。また、基準負荷として空運転時基準負荷トルクを用いるので、タッピング加工前に、いちいち空運転でタッピング加工を行い、そのときに検出される総負荷のデータを入力装置での入力操作によってコンピュータに保存させる必要があるので、加工作業前の準備に手間取り、作業工程の煩雑化及び作業時間の長時間化、及び加工コストの高騰等の問題が生じていた。
【０００４】
本考案は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、その一つの目的は、タップの破損を確実に防止するとともに、構造が簡単で安価に製造でき、さらには、簡便に作業前の準備を行ってスムーズなタッピング加工を行なえるタッピング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために本考案は、主軸１４に連結されたタップ１２を回転させてタップ孔を穿穴するタッピング装置であって、タップを破損させる限界トルクが加わる前にタップ１２を退避制御させる制御部２０を含み、該制御部２０は、各タップ１２の種類ごとに予め設定した破損限界トルク値未満の設定トルク値Ｔを記憶させた記憶部２４と、主軸回転モータ１３を制御する主軸回転モータ制御部２６と、主軸１４に連結されたタップ１２の種類を選択させる入力部（２８）と、主軸回転モータ１３にかかる負荷トルクの総値を検出するトルク検知部３０と、入力部（２８）で選択されたタップの種類に対応して記憶部２４から設定トルク値Ｔを読み込んで、主軸回転中に該読み込んだ設定トルク値とトルク検出部３０で検出された負荷トルク総値とを比較して負荷判定するトルク比較判定部２２２を含む処理部２２と、を有し、該負荷トルク総値が設定トルク値以上となった際にタップを退避制御することを特徴とするタッピング装置１０から構成される。タッピング装置１０は、例えば、主軸の回転軸が鉛直縦方向に配置された縦型の装置や、主軸の回転軸が水平方向に設定された横型のものでもよい。また、タッピング装置は、ワークに対してタップの位置を調整する際に、手動で位置を調整するものでもよく、コンピュータに入力された数値に基づいてモータ等を駆動させて位置制御するものでもよい。また、記憶部２４にタップの種類ごとに記憶される設定トルク値は、さらにワークの材質等によって細分されて記憶されていると好適である。
【０００６】
また、制御部２０は、タップ１２の回転数を検出する回転数検出部３２を有し、記憶部２４には、各タップの種類ごとに予め設定したタップの加工回転数Ｒを記憶させておき、処理部２２は、タップ孔を穿穴する際に、入力部（２８）で選択されたタップの種類に対応して記憶部２４に記憶された加工回転数Ｒで該タップ１２を一定に回転させるように制御するとよい。
【０００７】
また、処理部２２は、主軸１４の回転起動時から主軸１４が一定の回転数になる前までは、負荷トルク総値と設定トルク値とを比較しないか、又は負荷トルク総値が設定トルク値以上となった際でもタップ１２の退避制御を行なわないこととしてもよい。すなわち、処理部２２は、実際にタップがタップ孔を穿穴加工する前までは、負荷トルク総値と設定トルク値とを比較判定せずにタップ１２の退避制御を行なわせないような制御を行なうか、または負荷トルク総値が設定トルク値とを比較判定して負荷トルク総値が設定トルク値以上となった際でもタップ１２の退避制御を行なわないように制御する。
【０００８】
また、記憶部２４には、タップの種類ごとに、負荷トルク総値が設定トルク値Ｔ以上となった際に穿穴加工によるトルク負荷がなくなる位置までタップを退避させ、再び該加工中の穴中を進めて穿穴加工させる動作を繰り返す際のタップの磨耗又は疲労による寿命限界になる前の寿命回数Ｎを記憶させておき、処理部２２は、タップ１２の進出・退避制御の繰り返し回数が寿命回数Ｎ未満では、該タップ１２の進出・退避制御を繰り返すとともに、タップ１２の進出・退避制御の繰り返し回数が寿命回数Ｎ以上となった際には、主軸１４の回転を停止させるように制御することとしてもよい。すなわち、タップが進出・退避を繰り返されることにより、タップに疲労が蓄積して折れしまう疲労による寿命限界、又はタップが磨耗してタップ孔を切削できなくなってしまう磨耗による寿命限界に達する前に、主軸の回転を停止させることができる。
【考案の効果】
【０００９】
本考案のタッピング装置によれば、主軸に連結されたタップを回転させてタップ孔を穿穴するタッピング装置であって、タップを破損させる限界トルクが加わる前にタップを退避制御させる制御部を含み、該制御部は、各タップの種類ごとに予め設定した破損限界トルク値未満の設定トルク値を記憶させた記憶部と、主軸回転モータを制御する主軸回転モータ制御部と、主軸に連結されたタップの種類を選択させる入力部と、主軸回転モータにかかる負荷トルクの総値を検出するトルク検知部と、入力部で選択されたタップの種類に対応して記憶部から設定トルク値を読み込んで、主軸回転中に該読み込んだ設定トルク値とトルク検出部で検出された負荷トルク総値とを比較して負荷判定するトルク比較判定部を含む処理部と、を有し、該負荷トルク総値が設定トルク値以上となった際にタップを退避制御する構成であるから、タップに該タップを破損させる負荷が加わるのを確実に防止して、タップの折れ及びワーク等を保護しながらタップ孔を穿穴加工できるタッピング装置を、簡単な構成で実現することができ、低コストで製造することができる。特に、タップにかかる負荷トルクの判定に用いられる値としては、逐次検出される負荷トルク総値と予め設定された設定トルク値の２値による比較演算だけなので、電子回路の構成や制御プログラム等も比較的単純に構成できる。また、タップ加工する前には、入力部で主軸に連結したタップの種類等を選択するだけで該タップに応じた設定トルク値が設定されるので、簡単な準備作業だけですみ、円滑なタップ加工を行なえる。
【００１０】
また、制御部は、タップの回転数を検出する回転数検出部を有し、記憶部には、各タップの種類ごとに予め設定したタップの加工回転数を記憶させておき、処理部は、タップ孔を穿穴する際に、入力部で選択されたタップの種類に対応して記憶部に記憶された加工回転数で該タップを一定に回転させるように制御することにより、例えば、タップの種類やワークの材質等に応じて、タップの折損を防止しつつ好適な加工回転速度の条件を維持しながらタップ孔を穿穴することができる結果、精度が高く高品質なタップ孔を穿穴できる。
【００１１】
また、処理部は、主軸の回転起動時から主軸が一定の回転速度になる前までは、負荷トルク総値と設定トルク値とを比較しないか、又は負荷トルク総値が設定トルク値以上となった際でも主軸の退避制御を行なわない構成であるから、構成を複雑化させることなく、例えば、主軸の回転起動時等に瞬間的に加わる高い負荷トルク総値により、タップが実際にタップ孔に進出する前にタップが退避制御されるといった動作不良を防止できる。
【００１２】
また、記憶部には、タップの種類ごとに、負荷トルク総値が設定トルク値以上となった際に穿穴加工によるトルク負荷がなくなる位置までタップを退避させ、再び該加工中の穴中を進めて穿穴加工させる動作を繰り返す際のタップの磨耗又は疲労による寿命限界になる前の寿命回数を記憶させておき、処理部は、タップの進出・退避制御の繰り返し回数が寿命回数未満では、該タップの進出・退避制御を繰り返すとともに、タップの進出・退避制御の繰り返し回数が寿命回数以上となった際には、主軸の回転を停止させるように制御する構成とすることにより、繰り返されるタップの進出・退避制御によって徐々に疲労が蓄積されていくタップが疲労寿命により折損する前に、又は徐々に磨耗していくタップが磨耗寿命により穿穴加工できなくなる前に、主軸の回転を停止させて、タップの寿命による折損等を未然に防止でき、ワークの損傷を防止できる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下添付図面を参照しつつ、本考案のタッピング装置について説明する。本考案のタッピング装置は、タッピング加工中に切削屑の詰まり等によってタップに過負荷が加わることにより生じるタップの破損を未然に防止するタッピング装置である。図１ないし図５は、本発明のタッピング装置の実施形態を示している。本実施形態において、図１に示すように、タッピング装置１０は、タップ孔の加工の際に、タップを破損させる限界トルクが加わる前にタップを退避制御させる制御部２０を有している。
【００１４】
本実施形態では、タッピング装置１０は、例えば、図１、図２に示すように、軸先端にタップ１２を連結させて回転自在に設けられた主軸１４と、水平面上にワーク（加工対象物）Ｗを載置させる加工台１６と、主軸１４を回転自在に支持する主軸台装置１８と、主軸１４を回転させる主軸回転モータ１３と、を有している。本実施形態では、主軸１４の回転軸は、水平横方向に設定されており、タップは、横軸周りに回転するように設けられている。なお、本実施形態では、タップの軸方向にＺ軸が設定され、Ｚ軸に直交でかつ水平方向にＸ軸が、上下方向にＹ軸がそれぞれ設定されている。主軸台装置１８は、加工台１６に対して、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動可能であり、主軸台装置１８を移動させてタップを加工台上のワークＷの下穴に対して位置決めされる。また、タッピング装置１０は、主軸台装置をＸ軸方向へ移動させるＸ軸送りモータ１９を有しており、該Ｘ軸送りモータを介してタップ１２の加工台１６上のワークＷのＸ軸方向の位置決めが行われる。主軸台装置１８のＹ軸方向への移動は、例えば、図示しないハンドルを介して手動で上下移動されてタップ１２のワークに対するＹ軸方向の位置決めがされる。タップ１２のＺ軸方向の移動、即ちタップ１２のワークＷの下孔への進出は、例えば、ハンドル１５を介して手動で移動される。回転するタップ１２が下穴内に進出されるとタップ自身の回転によりタップ孔を切り込みながら自己的に螺進するようになっている。加工台１６上には、図示しない固定装置が設けられており、加工台上に載置されたワークＷは任意の位置に固定される。
【００１５】
さらに、タッピング装置１０は、タップのＸ軸位置を検出するＸ軸座標検出器１７１、Ｙ軸位置を検出するＹ軸座標検出器１７２、Ｚ軸座標検出器１７３を有している。各Ｘ，Ｙ，Ｚ座標検出器１７１，１７２，１７３は制御部２０と電気的に接続されて、それぞれ位置を逐次検出して検出データを制御部２０へ送る。また、主軸台装置の上部側には、オン・オフスイッチや入力・表示装置等を含む操作部２１が設けられている。
【００１６】
本実施形態では、制御部２０は、図１に示すように、処理装置２２と、記憶装置２４と、主軸回転モータ制御装置２６と、入力・表示装置２８と、トルク検知部３０と、回転数検出部３２と、を有している。制御部２０は、制御プログラムにより、検出した負荷トルク、回転数等の数値、記憶部に記憶させた数値及びそれらの演算結果の数値に基づいて、タッピング装置１０を数値制御する。制御部２０は、例えば、主軸台装置１８又は加工台１６等の中に内蔵されたコンピュータ等からなる。
【００１７】
図３に示すように、記憶装置２４には、本実施形態では、例えば、タップ１２の種類ごとに予め設定した破損限界トルク値未満の設定トルク値Ｔが記憶されている。また、記憶装置２４には、タップ１２の種類ごとに予め設定された加工回転数Ｒが記憶されている。この加工回転数Ｒは、例えば、タップ孔の加工の際にタップが折れることがなく、精度が高く加工できる最適な条件の回転数が設定されている。さらに、記憶装置２４には、後述する寿命回数Ｎが記憶されている。本実施形態では、タップの種類ごとにさらにワークの材質に応じて細分されてデータベース化されている。すなわち、記憶装置２４内に構築されるデータベースには、例えば、タップの径、ピッチ等で分類されるタップの種類（例えば、Ｍ２．５，Ｍ３，Ｍ４，．．．等）及びワークの材質（例えば、アルミニウム、銅、真鍮、鉄、ステンレス、プラスチック等）に関連させて、それぞれ設定トルク値Ｔ、加工回転数Ｒ、寿命回数Ｎ等を記憶させている。また、記憶装置２４には、選択されたタップの種類、ワークの材質に対応して設定トルク値Ｔ、加工回転数Ｒ等を一次的に記憶保持させるメモリ部２４２を有している。また、記憶装置２４には、本実施形態では、制御用プログラム、及びワークの下孔の位置、穿穴するタップ孔の深さ、その他の加工条件等が記憶されており、必要に応じてメモリ部に読み出される。
【００１８】
入力・表示装置２８は、本実施形態では、例えば、入力部及び表示部が一体化されているタッチパネルからなり、主軸台装置１８の操作部２１を構成している。入力・表示装置２８には、記憶部２４に記憶されているタップの種類、ワークの材質が表示されるとともに、タップの種類、ワークの材質を選択できるようになっている。また、入力・表示装置２８は、例えば、Ｘ，Ｙ，Ｚ座標検出部からの検出データにより、タップのＸ、Ｙ、Ｚ軸座標位置が表示されており、表示をみながらタップの位置決めを行えるようになっている。さらに、入力・記憶装置２８は、ワークに応じた、タップ孔の位置や、タップ孔の深さ、その他の加工条件等を入力して記憶部２４に記憶させることができるようになっている。なお、入力装置と表示装置とを別構成としてもよい。
【００１９】
トルク検出部３０は、主軸回転モータに加わる負荷トルクの総値を検出する検出手段である。本実施形態では、トルク検出部３０は、例えば、主軸回転モータを回転させる際の電流値を負荷トルク総値として逐次検出する。すなわち、トルク検出部は、主軸回転モータの電流値の変化を逐次検出して該電流値を処理装置２２側へ出力するようになっている。トルク検出部３０が検出する負荷トルク総値としては、主軸、タップ、モータ等を回転させるための慣性によるトルク、タップがタップ孔を切込む際にワークから受ける負荷トルク、切込み屑がタップに詰まった際に加わる負荷トルク等をすべて含む値となる。トルク検出部３０は、主軸回転モータ制御装置２６に接続されており、検出値は主軸回転モータ制御装置２６を介して処理装置２２へ出力される。一方、回転数検出部３２は、主軸１４の回転数を逐次検出する回転センサ等からなる。本実施形態では、回転数検出部３２は、主軸回転モータ制御装置２６と接続されており、検出データは、を処理部２２へ出力される。
【００２０】
主軸回転モータ制御装置２６は、主軸回転モータ１３と電気的に接続されており、処理装置２２からの信号に応じて主軸回転モータ１３の正回転、逆回転及び停止を含むモータの駆動制御を行なうモータ制御装置である。本実施形態では、主軸回転モータ制御装置２６は、トルク検出部３０、回転数検出部３２から検出データが逐次入力されるとともに、その検出データを処理装置２２へ出力し、さらに、処理装置２２の演算、判定結果に基づいて主軸回転モータ１３へ制御信号を出力する。
【００２１】
処理装置２２は、制御部において、記憶装置に記憶された制御プログラムを実行し、記憶装置２４、主軸回転モータ制御装置２６、入力・表示装置２８、検出部等からデータを受け取って演算、処理を行い、各装置の制御を行なう中枢部である。本実施形態では、処理装置２２は、トルク検出部３０から主軸回転モータ１３に加わる負荷トルク総値が設定トルク値を越えるか否かを逐次比較判定する。そして、負荷トルク総値が設定トルク値より下であると判定する際には主軸１４を一定の回転数で回転させるように主軸回転モータ制御装置２６を制御してタップ孔を穿穴加工する。一方、処理装置２２が負荷トルクが設定トルク値以上であると判定した場合には、タップを退避制御するように主軸回転モータ制御装置の制御を行なう。
【００２２】
詳細には、本実施形態では、図３に示すように、処理装置２２は、トルク比較判定部２２２と、回転数比較判定部２２４と、を含む。処理装置２２は、入力・表示装置２８でタップの種類及びワークの材質が選択されると、選択されたタップの種類、ワークの材質に対応して記憶装置２４に記憶させている設定トルク値Ｔ、加工回転数Ｒ等を記憶装置２４のメモリ部２４２に記憶保持させる。主軸回転中には、処理装置２２は、トルク比較判定部２２２を介して記憶部の領域内に記憶保持させた設定トルク値Ｔを読込み、該読込んだ設定トルク値Ｔとトルク検出部３０で検出された負荷トルク総値とを逐次比較して負荷判定する。
【００２３】
処理装置２２は、図５に示すように、トルク比較判定部２２２で負荷トルク総値が設定トルク値Ｔよりよりも小さいと判定する場合には、後述のように回転数比較部２２４を介して主軸が加工回転数Ｒで一定に回転するように主軸回転モータ制御装置をフィードバック制御する（ＢＣ区間）。一方、処理装置２２は、トルク比較判定部２２２が負荷トルク総値が設定トルク値以上となったと判定した際には（Ｃ点）、タップに過負荷がかかっていると判定し、主軸回転モータ制御装置２６を制御してタップの退避制御を行う（Ｃ−Ｇ区間）。本実施形態での具体的な退避制御は、例えば、処理装置２２は、負荷トルク総値が設定トルク値に達した際に、タップが折れる破損限界トルク値が加わる前に主軸回転モータ制御部を介して主軸１４を急激に減速させて停止させる（ＣＤ区間）。そして瞬時停止させた後（ＤＥ区間）、主軸１４の回転方向を切換えて主軸１４を緩やかに逆回転加速させて（ＥＦ区間）、一定の逆回転速度で加工中の屑の詰まり等により生じるトルク負荷がなくなる位置までタップをタップ孔から退避させる（ＦＧ区間）。タップをタップ孔から退避させた後に、大きな制動力を加えて主軸１４の逆回転を急激に減速させて停止させる（ＧＨ区間）。なお、主軸を逆回転させる回転速度は、タップが折れない程度に比較的緩やかに設定される。タップを退避制御させた後には、処理装置２２は、再び主軸を正回転させてタップを加工中の穴中に進出させて穿穴加工を再開する。処理装置２２は、このように該タップを進出、退避制御を繰り返しながらタップ孔を穿穴していく。上記のように、本実施形態では、タップにかかる負荷トルクの判定に用いられる値としては、逐次検出される負荷トルク総値と予め設定された設定トルク値の２値による比較演算だけなので、電子回路の構成や制御プログラム等も比較的単純な構成でよく、確実にタップの折れを防止できるタッピング装置を簡単に構成し、低コストで製造できる。
【００２４】
なお、処理装置２２は、例えば記憶部２４に記憶させている予め設定させたタップ孔の深さまで、タップ孔が穿穴されたか否かを比較判定するようになっている。本実施形態では、処理装置２２は、Ｚ軸座標検出部１７１で検出されるタップのＺ軸座標位置を実際にタップが穿穴したタップ孔の深さとして検出し、該タップ孔の深さと、予め設定された値と、を比較して主軸回転モータ制御装置を制御するようになっている。処理装置２２は、タップ孔の深さが予め設定された深さの値よりも小さいと比較判定した場合には、タップの進出・退避制御を繰り返し、タップ孔の深さが深さの値に達したと判定した場合には、主軸を停止するように制御する。
【００２５】
さらに、処理装置２２は、タップ孔を穿穴する際には、回転数比較判定部２２４を介して記憶部２４の領域内に記憶保持させた加工回転数Ｒを読込み、該読込んだ加工回転数と回転数検出部３２で検出された回転数とを逐次比較判定する。処理装置２２は、図５に示すように、主軸を加工回転数Ｒで回転するまで加速するとともに（ＡＢ区間）、一定の加工回転数Ｒを保持するように主軸回転モータ制御装置をフィードバック制御する（ＢＣ区間）。具体的には、図５のＢＣ区間に示すように、処理装置２２は、主軸を加工回転数Ｒで回転させながらタップ孔を穿穴加工している際に、タップがワークから抵抗を受ける等で主軸の回転数が減少しようとすると、主軸回転モータの電流を増大させて、主軸の回転数を加工回転数Ｒに保持させる。また、逆に、回転数が増加しようとすると、主軸回転モータの電流を減少させて、主軸の回転数を加工回転数Ｒに保持させる。このように、主軸すなわちタップの回転数を一定に保持して穿穴するので、精度が高くきれいなタップ孔を穿穴することができる。
【００２６】
なお、本実施形態では、処理部２２は、主軸の回転起動時から一定の回転数になるまでは、タップの退避制御を行なわないようになっている。主軸の回転起動時には、停止している主軸、タップ、モータの回転子を回転させるために瞬間的に（或いはある程度の時間）大きな負荷トルクが必要となり、この慣性による負荷トルク総値が設定トルク値を越える場合がある。また、主軸の回転数が低いとトルクが大きくなることから、所定の加工回転数Ｒになる前に検出する負荷トルク総値が設定トルク値を越える場合がある。このように主軸が加工回転数になる前に、すなわち、実際にタップをタップ孔の進出させる前に、主軸回転モータの負荷トルク総値が設定トルク値以上となって、タップの退避制御が行なわれるような動作不良が生じる。したがって、例えば、主軸の回転数が一定の加工回転数Ｒに達するまでの加速度間（図５上、ＡＢ区間）では、実際にはタップ孔の穿穴加工を行なわないので、処理装置２２は、トルク比較判定部２２２において、負荷トルク総値と設定トルク値との比較判定を行なわず、タップ退避制御させないようになっている。すなわち、処理装置２２は、タップが破損する可能性が高くなる、実際にタップがタップ孔に進出して穿穴加工している場合（図５上、ＢＣ区間）だけ負荷トルク総値を比較判定し、タップの退避制御を行なうようになっている。これにより、構成を複雑化又は演算の高速化を必要とすることなく、上述のようなタッピング装置の動作不良を確実に防止することができる。なお、処理装置２２は、主軸の回転起動時から一定の回転数になるまでの間も負荷トルク総値と設定トルク値とを比較判定させてもよいが、その場合には、該一定の回転数になるまでに、負荷トルク総値が設定トルク値以上となった場合でもタップの退避制御を行なわないようにすることとしても良い。
【００２７】
また、処理装置２２は、図３に示すように、タップの進出・退避制御の繰り返し回数を計数する計数部２２６と、該計数部２２６で検出する該繰返し回数と記憶装置に予め記憶された寿命回数Ｎとを比較する回数比較部２２８と、を含む。寿命回数Ｎは、上述のように進出・退避制御が繰り返されるタップはワークのタップ孔へ進出して穿穴加工するごとに徐々に疲労が蓄積していき、遂にはタップが疲労による寿命で折れてしまうが、そのようなタップの寿命が限界になる前の回数に設定されている。寿命回数Ｎは、例えば、記憶装置２２にタップの種類及びワークの材質に対応して、設定トルク値、加工回転数とともに記憶されている。処理装置２２は、入力・表示装置２８でタップの種類及びワークの材質が選択されると、選択されたタップの種類、ワークの材質に対応する寿命回数Ｎを読み込み、タップの退避制御が行なわれる毎に回数比較部２２８で計数部２２６からの回数と寿命回数Ｎとを比較判定する。そして、処理部２２の回数比較部２２８は、タップの進出・退避制御の繰り返し回数が寿命回数未満と判定した場合には、同様に上述のようなタップの進出・退避制御を繰り返すように主軸回転モータ制御装置２６へ制御信号を送る。一方、タップの進出・退避制御の繰返し回数が寿命回数Ｎ以上と判定した場合には、タップを加工中のタップ孔から退避させて、タップのタップ孔への再進出を止めて、主軸の回転を停止するように制御する。これにより、疲労によりタップが折れてワークＷに残るのを未然に防止でき、ワークを保護することができる。なお、本実施形態では、寿命回数は、タップに疲労が蓄積することによりタップが折れる疲労寿命を基にして設定したが、タップが磨耗していくことによりタップ孔穿穴加工ができなくなる磨耗寿命となる前の回数に設定することとしてもよい。
【００２８】
なお、図１に示すように、制御部２０は、Ｘ軸送りモータ１９を駆動制御するＸ軸送りモータ制御装置２９を有している。Ｘ軸送りモータ制御装置２９は、例えば、Ｘ軸座標検出部１７１からの検出データと制御プログラム等に基づいて処理装置２にから制御信号を受けてＸ軸送りモータを駆動制御し主軸台装置１８をＸ軸方向に移動させる。例えば、ワークに設けられた複数の下穴の位置を予め入力させておくことで、自動的に連続したタップ孔の穿穴作業を行わせることができる。
【００２９】
図４は、タップ孔を穿穴加工する際の概略フローチャートを示しており、本実施形態に係るタッピング装置の作用とともに説明する。例えば、図１に示すように、予めタップ孔を穿穴する位置に下穴を穿穴しておいたワークＷを加工台１６の上に載置し、図示しない固定装置等で固定する。図４に示すように、ステップＳ１２において、まず、タップ１２を主軸１４に連結してタッピング装置に取り付ける。この際、図示しないハンドルや、操作部等を介して主軸台装置を移動させて、タップをワークの下穴に対応した位置に位置決めする。なお、必要に応じて、タップに負荷が加わらない状態での負荷トルクを検出し、該負荷トルク値が所定の範囲内であるかどうか調整してもよい。ステップＳ１４に進んで、入力・表示装置を介して、主軸に連結したタップの種類及びワークの材質を選択する。するとステップＳ１６では、タップの種類等を選択すると処理部により設定トルク値、加工回転数、寿命回数等の加工条件が読み込まれる。この際、必要に応じて例えば、入力・表示装置を介して、ワークの下穴の座標位置、タップ孔の穿穴する深さ等その他の加工条件を入力する。次に、ステップＳ１８に進み、主軸を前記読み込んだ加工回転数で一定に回転させて、例えば、ハンドル１５を介してタップ１２をワークＷの下穴に進出させてタップ加工を行なう。ステップＳ２０では、主軸を設定の加工回転数に保持しながら、トルク検出部を介して主軸回転モータにかかる負荷トルク総値を逐次検出する。そしてステップＳ２２において、負荷トルク総値が設定トルク値以上となるか否かをトルク比較判定する。負荷トルク総値が設定トルク値より下の値であると判定されれば（Ｎｏの場合には）、ステップＳ２４に進み、設定の切込み深さまでタップ孔が穿穴されるかどうか判定される。ステップＳ２４で穿穴加工したタップ孔の深さが設定値に達していれば（Ｙｅｓの場合には）、ステップＳ２６へ進み主軸を停止させる。そして、ステップＳ２８において、主軸を逆回転させることでタップをタップ孔から退避させ、該タップ加工を終了する。一方、ステップＳ２４において、穿穴加工したタップ孔の深さが設定値に達していないと判定された場合には（Ｙｅｓの場合には）、ステップＳ２０に戻る。
【００３０】
一方、ステップＳ２２において、タップに切削屑が詰まって主軸回転モータの回転数を維持するために負荷トルク総値が増大し、負荷トルク総値が設定トルク値以上となると（Ｙｅｓの場合には）、タップに過負荷が加わっていると判定し、図５のＣＤ区間にも示すように、ステップＳ３２に進んで、処理装置は主軸を急激に減速させて停止させる。そして、ステップＳ３４において、タップの進出・退避制御の繰返し回数が予め設定される寿命設定Ｎ以上であるか否かを比較判定する。タップの進出・退避制御の繰返し回数が寿命回数より下であると判定された場合には（Ｎｏの場合には）、ステップＳ３６に進み、図５のＥＧ区間に示すように、主軸を逆回転させて、穿穴加工によるトルク負荷がなくなる位置まで（タップ孔穿穴加工時の負荷トルク総値が設定トルク値Ｔよりも少なくなる位置まで）タップを退避制御する。タップを逆回転させて退避させた後には、ステップＳ３８に進んで主軸を急激に減速させて停止させる。そして、ステップＳ４０において、再び主軸を回転させて、前記ステップＳ２０に戻り、負荷トルク総値を監視しながらタップをタップ孔に再進出させてタップ孔を加工する。これにより、タップの防止を良好に防止しながら、スムーズなタップ孔の穿穴加工を行なうことができる。一方、ステップＳ３４において、タップの進出・退避制御の繰返し回数が、寿命回数に達したと判定された場合には（Ｙｅｓの場合には）、ステップＳ４２に進み、主軸を逆回転させてタップを退避させた後、ステップＳ４４において主軸を停止する。そして、ステップＳ４６でタップを新しいものに交換した後、ステップＳ１８に戻り、タップ穴の穿穴加工を再開する。これにより、タップの寿命による折れを未然に防ぐことができる。
【００３１】
以上説明した本考案のタッピング装置は、上記した実施形態のみの構成に限定されるものではなく、実用新案登録請求の範囲に記載した本考案の本質を逸脱しない範囲において、任意の改変を行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本考案のタッピング装置は、例えば、主軸の回転軸が鉛直縦方向に配置された縦型の装置や、主軸の回転軸が水平方向に設定された横型のもの、又は、手動或いは自動でタップの位置制御を行なえるもの等、種々のタッピング装置の構成で適用される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本実施形態に係るタッピング装置の概略ブロック構成図である。
【図２】図１のタッピング装置の概略斜視図である。
【図３】図１のタッピング装置の制御部の一部を示す概略説明図である。
【図４】図１のタッピング装置でタップ孔を穿穴加工する際の概略フローチャート図である。
【図５】図１の処理部において制御される主軸回転モータの回転数の時間変化及び負荷トルク総値の時間変化を概略で示すグラフである。
【符号の説明】
【００３４】
１０    タッピング装置
１２    タップ
１３    主軸回転モータ
１４    主軸
２０    制御部
２２    処理装置
２２２    トルク比較判定部
２２４    回転数比較判定部
２４    記憶装置
２６    主軸回転モータ制御装置
２８    入力・表示装置
３０    トルク検出部
３２    回転数検出部
【図１】
0003117939.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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